循环流化床锅炉主要设备介绍

2 布风装臵形式与结构 目前，流化床锅炉采用的布风装臵主要有两种形式， 即风帽式和密孔板式。风帽式布风装臵是由风室、花 板、风帽和隔热层组成，通常把花板和风帽合称为布 风板。在我国流化床锅炉中广泛应用的是风帽式布风 板。图中所示为、回字型布风 板、水平型布风板和倾斜型布风板四种，如图所示。 这两种结构的布风板一般为非水冷式，在低流化速度 的锅炉上使用。
从风帽小孔喷出的空气速度称为小孔风速，是布风 装臵设计的一个重要参数。小孔风速越大对流化床的 运行越有利。但风帽小孔风速过大将使风机电耗增加。 反之，小孔风速过低，容易造成粗颗粒沉积，底部流 化不良，冷渣含碳量增大，尤其当负荷降低时，往往 不能维持稳定运行，造成结渣灭火。所以，小孔风速 的选择，应根据燃煤特性、颗粒筛分特性、负荷调节 范围和风机电耗等全面综合考虑。
循环流化床锅炉主要设备介绍
第一节 燃烧设备
带有惯性分离器分离物料的循环流化床锅炉与Ⅱ 形布臵的煤粉炉在结构上大致相同，如图所示。
循环流化床锅炉燃烧设备主要由燃烧室、点火装 臵、一次风室、布风板和风帽、给煤机等组成。
一 燃烧室结构形式
目前循环流化床锅炉燃烧室的结构主要有如下几种： （1）圆形炉膛； （2）方形炉膛，又分正方形和长方形两种； （3）下圆上方形炉膛。 圆形炉膛或下圆上方形结构的炉膛，圆形部分一 般不设水冷壁受热面，完全由耐火砖砌成；内衬耐热 且防止炉内或密相区内水冷壁受热面的磨损。
布风板的结构如下： （1）花板：花板的作用是支撑风帽和隔热层，并初 步分配气流。 （2）风帽：风帽总结起来主要分为两大类，即小孔 径风帽和导向风帽。导向风帽是一种开孔方向特定 的风帽，能使炉底形成的气流将大颗粒床料吹向排 渣口，以达到锅炉连续有选择性地排除冷渣。布置 有导向风帽的水冷式布风板对于大容量的常压循环 流化床锅炉尤其重要。
4 风室与风道 为了使布风板上方的气流速度能够分布均匀，要 求布风板对气流具有一定的阻力。气流阻力的大小是 与布风板下风室中的气流分布不均匀性成正比的，因 此应使风室中的气流能够在出口有较好的分布，以便 在一定的布风板压降下使布风板上的气流分布更为均 匀。
风室的布置就是围绕上述目的而进行的，一般要 求下述三点： 1）具有一定的强度、刚度及严密性，在运行条件下 不变形，不漏风。 2）具有一定的容积使之具有一定的稳压作用，消除 进口风速对气流速度分布不均匀性的影响，一般要 求风室内平均气流速度小于1.5m/s。 3）具有一定的导流作用，尽可能地避免形成死角与 涡流区。 下图是几种常见的风室布置方式。
无论是圆形结构还是方形结构的炉膛，大多数采 用不等截面积形式，即炉膛中、上部截面积较大，下 部较小，如图所示。
下部烟气截面流速大于上部流速，其主要目的是 为了使炉膛下部形成一个密相区，以利于燃烧和降低 上部截面烟速，减小受热面磨损，增大物料在炉内的 停留时间，提高燃烧效率。
二 布风装臵
1 布风板的作用 流化床锅炉燃烧室下部的炉篦被称为布风板。布风 板的主要作用有三个：一是支承静止的炉内物料。二 是给通过布风板的气流以一定的阻力，使在布风板上 具有均匀的气流速度分布，合理分配一次风，使通过 布风板及风帽的一次风流化物料，使之达到良好的流 化状态。三是以布风板对气流的一定阻力，维持流化 床层的稳定。布风装臵的正确设计是流化床锅炉燃烧 达到稳定与安全运行的一项关键技术。
水平型和倾斜型布风板采用有利于水冷式结构布 臵，因此常由拉稀膜式水冷壁构成。这两种结构形式 的布风板是循环流化床锅炉中最常见的形式。
由于炉内流化速度较高，物料本身掺混能力很强， 一般不再采用非均等配风方式。 风帽式布风装臵的工作过程：由风机送入的空气 从位于布风板下部的风室通过风帽底部的通道，从风 帽上部径向分布的小孔流出，得到具有较高的速度和 动能的气流，进入床层底部，使风帽周围和帽头顶部 产生强烈的扰动，并形成气流垫层，使床料中煤粒与 空气均匀混合，强化了气固间热质交换过程，延长了 煤粒在床内的停留时间，建立了良好的流化状态。
风帽小孔直径和孔数设计一般用开孔率表示，所 谓开孔率就是各风帽小孔面积的总和 f 与花板有效 面积 Ab 之比值，即开孔率 f 100% Ab 通常对于鼓泡床锅炉，取2％～3％，对煤的真实 密度大、粗颗粒份额多者取低限，反之取高限。而对 于循环流化床，由于采用高流化风速，对布风条件相 对宽松，故开孔率有时设计得较高。
燃料进入炉内燃烧放出的热量被物料和烟气带出 炉膛，经高温分离器分离后，物料返回炉内，带有少 量飞灰的烟气进入布臵有受热面的烟道内进行热量交 换。这种结构在运行中，因炉内为正压，高温物料和 烟气常常向外泄漏，影响安全运行及环境卫生。
立式方形燃烧室是最常见的炉膛结构，炉膛四周由 水冷壁围成。为了防止烟气和物料向外泄漏，一般采 用膜式水冷壁。方形结构燃烧室的优点是密封好，锅 炉体积相对较小，锅炉起动速度快。这种结构的缺点 是水冷壁磨损较大。 随着循环流化床锅炉容量的不断增大，单一炉床和 布风板已不能满足大容量的要求。为了获得良好的流 化状态和增加蒸发受热面的布臵，近几年又出现了多 种炉膛结构，如图所示。
因此，对布风装置的布风要求是： （1）能均匀密集地分配气流，避免在布风板上形 成停滞区。 （2）能使布风板上的床料与空气产生强烈的扰动 和混合，要求风帽小孔出口气流具有较大的动能。 （3）空气通过布风板的阻力损失不能太大。 （4）具有足够的强度和刚度，能支撑本身和床料 的重量，压火时防止风板受热变形，避免风帽烧 损，并考虑到检修清理方便。
开孔率与布风板的阻力以及与床层流化特性相关联。 根据大量的运行经验，布风板阻力为整个床层阻力 （布风板阻力加料层阻力）的25％～30％才可以维持 床层稳定的运行。 3 耐火保护层 为避免布风板受热而挠曲变形，在花板上必须有一 定厚度的耐火保护层，如图所示。保护层厚度根据风 帽高度而定，一般为100～150mm.风帽插入花板以后， 花板自下而上涂上密封层、绝热层和耐火层，直到距 风帽小孔中心线以下15～20mm处。